【正文】 太脆，無實用價值，因此所討論的鐵碳合金相圖實際上是 FeFe3C 鐵碳合金的組元和相 純鐵 指的是室溫下的 ?Fe 注： 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是一個相變過程，有著很重要的實際意義，正是因為有了這種轉(zhuǎn)變，才有可能使鋼鐵通過熱處理及合金化的途徑實現(xiàn)組織性能的多種變化 強度、硬度低，塑性、韌性好 碳是非金屬元素，自然界存在的游離的碳有金剛石和石墨，它們是同素異構(gòu)體 石墨具有簡單的六方晶格 碳在鐵碳合金中的存在形式有三種 ? C溶于 Fe的不同晶格中形成固溶體 ? C與 Fe形成金屬化合物，即滲碳體 ? C以游離態(tài)的石墨存在于合金中 石墨耐高溫，可導電，有一定的潤滑性，但其強度、硬度、塑性和韌性極低 ? C溶于 Fe的不同晶格中形成固溶體 鐵素體 ? C溶于 ?Fe中所形成的間隙固溶體，體心立方晶格 ? 符號“ F”或“ ?”表示 ? 鐵素體是一種強度和硬度低，而塑性和韌性好的相 ? 鐵素體在室溫下可穩(wěn)定存在 奧氏體 ? C溶于 γ Fe中所形成的間隙固溶體，面心立方晶格 ? 符號“ A”或“ γ ”表示 ? 奧氏體強度低、塑性好，鋼材的熱加工都在奧氏體相區(qū)進行 ? 奧氏體在高溫下可穩(wěn)定存在 ? C與 Fe形成金屬化合物，即滲碳體 Fe3C ? Fe與 C組成的金屬化合物 具有復雜的晶體結(jié)構(gòu) 滲碳體的含碳量為 ％ ? 滲碳體以“ Fe3C”或“ Cm”符號表示 ? 滲碳體的熔點為 1227℃ ，硬度很高 (HB＝ 800)而脆，塑性幾乎等于零 ? 滲碳體在鋼和鑄鐵中，一般呈片狀、網(wǎng)狀或球狀存在。它的形狀和分布對鋼的性能影響很大，是鐵碳合金的重要強化相 ? 碳在 ?Fe中溶解度很低，所以常溫下碳以滲碳體或石墨的形式存在 鐵碳合金相圖的分析 包晶相圖 由三個相圖組成 共析相圖 共晶相圖 五個基本相：五個單相區(qū) 液相 L 高溫鐵素體 δ 鐵素體 ? 奧氏體 γ 滲碳體 Fe3C 相圖的分析 三條水平線 HJB水平線（ 1495℃ ） 包晶線，發(fā)生包晶反應，反應產(chǎn)物為奧氏體 +←→ ECF水平線（ 1148℃ ） 共晶線，發(fā)生共晶反應，反應產(chǎn)物為奧氏體和滲碳體的機械混合物，稱為萊氏體，用“ Le”表示 L ←→ γ + Fe3C 萊氏體組織特征為蜂窩狀，性能硬而脆 三條水平線 PSK水平線（ 727℃ ） 共析線，發(fā)生共析反應，反應產(chǎn)物為鐵素體和滲碳體的機械混合物，稱為珠光體，用“ P”表示 γ ←→ F + Fe3C 共析線又稱為 A1線 珠光體的組織特點是兩相呈片層相間分布 圖中的特性點 A點： 純鐵的熔點 C點： 共晶點 D點 : Fe3C的熔點 G點： J點： 包晶點 N點： S點： 共析點 E點： ? Fe中的最大溶碳量 ?Fe??Fe的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點 ? Fe ? ? Fe的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點 圖中的特性線 ABCD－液相線 AHJECF－固相線 GS、 GP為 ??? 固溶體轉(zhuǎn)變線 HN、 JN為 ? ?? 固溶體轉(zhuǎn)變線 GS線又稱為 A3線 JN線 又稱為 A4線 六條重要的固態(tài)轉(zhuǎn)變線 六條重要的固態(tài)轉(zhuǎn)變線 二次滲碳體通常沿奧氏體晶界呈網(wǎng)狀分布 隨著溫度下降， C的溶解度下降 當含碳量超過 %的鐵碳合金自 1148℃ 冷卻到 727℃時，會從奧氏體中析出滲碳體，稱為 二次滲碳體 標記為 Fe3CⅡ ES線又稱為 Acm線 ES線為碳在 ? Fe中的固溶線 PQ線為碳在 ?Fe中的固溶線 標記為 Fe3CⅢ 隨著溫度下降， C的溶解度下降 鐵碳合金自 727℃ 向室溫冷卻時，會從鐵素體中析出滲碳體，稱為 三次滲碳體 因為析出量極少，在含碳量高的合金中不予以考慮 CD線 是從液體中結(jié)晶出滲碳體的開始溫度線 從液體中結(jié)晶出的滲碳體稱為 一次滲碳體 標記為 Fe3CⅠ 注： 各種不同的滲碳體分屬于不同的 組織組成物 ，區(qū)別在于形態(tài)和分布不同。但 屬于同一個相 典型鐵碳合金相圖的結(jié)晶過程 一、鐵碳合金的分類 1. 工業(yè)純鐵（ %C） 室溫下的平衡組織幾乎全部為鐵素體的鐵碳合金，工業(yè)上很少使用 2. 鋼（ %%C） 高溫組織為單相奧氏體，易于變形。根據(jù)室溫組織的不同分為三類 (1) 亞共析鋼（ %%C） 指室溫下的平衡組織為鐵素體與珠光體的鐵碳合金，有熟鐵之稱 (2) 共析鋼（ %C） 指室溫下的平衡組織為珠光體的鐵碳合金，即碳素工具鋼中的 T8鋼 (3) 過共析鋼 （ %C %C） 指室溫下的平衡組織為珠光體與二次滲碳體的鐵碳合金 （ % %C） 指液態(tài)結(jié)晶時都有共晶反應且室溫下的平衡組織中皆含有 變態(tài)萊氏體 的一類鐵碳合金 其斷口白亮而得名，俗稱生鐵 具有較低的熔點，流動性好，便于鑄造成形 含有一定數(shù)量的萊氏體，硬度高、脆性大，故不能承受鍛造、軋制等壓力加工，也不宜切削加工 特點 分類 亞共晶白口鑄鐵 共晶白口鑄鐵 過共晶白口鑄鐵 灰鑄鐵（ ? % C） 指室溫下的平衡組織具有鐵素體、珠光體，或是兩者皆有的基體，且基體上分布著不同形態(tài)石墨的鐵碳合金，其斷口呈暗灰色， 冷卻至室溫的萊氏體 二、純鐵、鋼、白口鑄鐵的平衡結(jié)晶過程 γ ? ? Fe3CⅢ δ γ L δ Fe A B G P H J N Q 7 1 2 3 4 5 6 ① （ 1）純鐵的平衡結(jié)晶過程 7 1 2 3 4 5 6 L δ γ 1— 2點 勻晶反應形成 δ鐵素體 2— 3點 不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變 3— 4點 開始從 δ 鐵素體中析出奧氏體， 4點后全部轉(zhuǎn)化為奧氏體 4— 5點 不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變 5— 6點 開始從奧氏體中析出鐵素體，6點后全部轉(zhuǎn)化為鐵素體 ? 6— 7點 不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變 7點以后 開始從鐵素體中析出三次滲碳體 γ ? ? Fe3CⅢ δ γ L δ Fe A B G P H J N Q 7 1 2 3 4 5 6 ① 7 1 2 3 4 5 6 L δ γ 工業(yè)純鐵結(jié)晶過程的基本反應 勻晶反應十固溶體轉(zhuǎn)變反應＋二次析出反應 室溫組織 F十 Fe3CⅢ 工業(yè)純鐵的顯微組織 γ L Fe A B E G P S H J N Q （ ） 1 2 3 ② 3’ 1 2 3 γ L γ P P 1— 2點 勻晶反應形成奧氏體 2— 3點 不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變 3點以后 發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，反應結(jié)束后全部轉(zhuǎn)化為珠光體 γ ←→ F + Fe3C 3’點后繼續(xù)冷卻 從珠光體的鐵素體中析出少量的三次滲碳體 （ 2）共析鋼的平衡結(jié)晶過程 γ L 3’ 1 2 3 γ L γ P P 共析鋼結(jié)晶過程的基本反應 勻晶反應十共析反應 室溫組織 100%的珠光體 P 共析鋼的顯微組織 (400 ) 珠光體是鐵素體與滲碳體片層相間的組織。白色的 F基體上分布著黑色條紋狀的